Iridaceae é uma das maiores famílias de monocotiledôneas, apresentando cerca de 66 gêneros e 2.000 espécies. Sisyrinchium é o segundo maior gênero da família e o primeiro em número de espécies das Américas, com cerca de 140 espécies. Entretanto, apresenta problemas de delimitação de espécies e, muitas vezes, é de confusa identificação. O objetivo deste estudo é contribuir para a elucidação de problemas taxonômicos nas espécies de Sisyrinchium sec. Hydastylus sensu Ravenna, reconhecendo e caracterizando táxons ocorrentes na Região Sul do Brasil. Esse trabalho apresenta uma revisão bibliográfica das espécies da seção Hydastylus, com pequenas descrições e desenhos que ajudam na identificação das espécies de Sisyrinchium pertencentes a essa seção; caracteres de anatomia foliar que possam auxiliar na delimitação dessas espécies; e a descrição de duas espécies novas de Sisyrinchium ocorrentes na Região Sul do Brasil: Sisyrinchium antemeridianum Aita & L.Eggers e Sisyrinchium flabellatum Aita & L.Eggers. / Iridaceae is one of the largest families of monocots, with about 66 genera and 2,000 species. Sisyrinchium is the second largest genus in the family and the one with the most number of species in the Americas, with about 140 species. However, it presents problems with species delimitation and it is often of confusing identification. The aim of this study is to contribute to the elucidation of taxonomic problems in species of Sisyrinchium sec. Hydastylus sensu Ravenna, recognizing and characterizing taxa occurring in Southern Brazil. This work presents a bibliographic review of the species of section Hydastylus, with short descriptions and drawings that help to identify the species of Sisyrinchium belonging to this section; characters of leaf anatomy that can help the species delimitation, and the description of two new species of Sisyrinchium occurring in Southern Brazil: Sisyrinchium antemeridianum Aita & L.Eggers and Sisyrinchium flabellatum Aita & L.Eggers.

Les interactions plantes-pollinisateurs constituent une composante clé de la dynamique de la plupart des écosystèmes terrestres. Les interactions entre espèces jouant un rôle central dans de nombreux évènements de spéciation, l'étude de l'histoire évolutive des caractères étroitement liés à ce type d'interaction contribue à améliorer notre connaissance des mécanismes impliqués. Les insectes représentent le groupe majeur des espèces animales visitant les fleurs pour collecter généralement pollen et/ou nectar, mais certains d'entre eux recherchent d'autres ressources polliniques. Les relations entre les fleurs produisant des lipides et les abeilles spécialisées collectant cette ressource constituent un exemple d'interaction étroite et inhabituelle. Ce type de fleur ne s'observe qu'au sein de 11 familles non apparentées d'angiospermes. L'apparition des structures florales productrices de lipides (élaiophores) résulte d'un seul évènement évolutif dans la plupart de ces familles, à l'exception des Orchidaceae et des Iridaceae où des transitions multiples se sont produites. De plus, même si le nombre de transitions et la manière dont ces structures florales ont évolué à l'intérieur des Iridaceae sont encore inconnus, le nombre et la distribution géographique des espèces sécrétrices de lipides floraux suggèrent que les transitions vers la production de ce type de ressource pourraient avoir joué un rôle clef dans la diversification de la sous-famille des Iridoideae sur le continent américain.L'objectif de cette thèse était d'améliorer la connaissance de l’histoire évolutive de ce système de pollinisation particulier au sein des Iridaceae et d'évaluer son importance en tant que facteur de diversification. Un large échantillonnage de terrain a été réalisé au sein des genres américains de la sous-famille des Iridoideae afin de disposer de phylogénies moléculaires robustes à deux échelles taxonomiques différentes. Le rôle joué par l'évolution des stratégies de pollinisation en relation avec la sécrétion de lipides floraux a été évalué dans le contexte global de la sous-famille mais aussi à une échelle plus réduite. Le genre Sisyrinchium, comprenant à la fois de nombreuses espèces produisant des lipides floraux mais aussi des espèces dont la seule ressource fournie aux pollinisateurs semble être le pollen, et dont la diversification est de loin la plus importante sur le continent américain, a été choisi pour ce deuxième volet de l'étude. Une double démarche a été mise en œuvre, couplant une approche phylogénétique avec la caractérisation micro-morphologique et fonctionnelle des structures susceptibles d'être impliquées dans la relation plante-pollinisateur au sein du genre.Les résultats ont permis de montrer l'apparition répétée des élaiophores aux deux échelles taxonomiques de l'étude et de mettre en évidence le rôle majeur joué par l'apparition de ce caractère homoplasique dans la diversification de la famille sur le continent américain. La poursuite de ce travail nécessitera d'étudier de manière approfondie non seulement la biologie de la reproduction mais aussi la biologie de la pollinisation afin de mieux cerner l'impact de ces interactions sur la dynamique des écosystèmes où elles existent. / Plant-pollinator interactions are key components of the dynamics of most terrestrial ecosystems. Since species interactions are considered to play a central role in many speciation events, studying the evolutionary history of traits closely linked to this kind of interaction contributes to improve our knowledge of the mechanisms involved. Insects are the largest group of animals visiting flowers to collect mostly pollen and/or nectar, but some insects seek other resources. Relationships between oil-secreting flowers and specialized oil-collecting bees constitute an example of a close and uncommon interaction. Flowers offering oil as a resource are found in only 11 families distributed across the angiosperms among unrelated orders. In most of these families floral oil-producing structures (elaiophores) evolved only once, except in Orchidaceae and Iridaceae where oil rewards evolved multiple times. Furthermore, even if our phylogenetic knowledge is too incomplete to infer how many times and how elaiophores have evolved within the Iridaceae, the number and the geographical distribution of oil-flower species suggest that transitions to floral oil-producing structures may well have played a key role in the diversification of the Iridoideae subfamily on the American continent.The goal of this study was to improve our knowledge of the evolutionary history of this uncommon pollination system and to test whether the evolution of elaiophores is a causal factor of diversification within the Iridaceae. Species of the American genera of Iridoideae were widely sampled in the field to produce robust phylogenetic frameworks at two different taxonomic levels. This work aimed at better understanding the evolution of the pollination strategies related to floral oil-secretion not only in the general context of the subfamily but also at a lower taxonomic level. Sisyrinchium, the largest genus in the New World Iridoideae, including species with oil-producing flowers and species with only pollen flowers, was selected for the second part of this study. Phylogenetic analyses were combined with micro-morphological and functional characterizations of the floral structures potentially involved in plant-pollinator interactions within the genus.The results showed that elaiophores evolved several times at both taxonomic levels and that this homoplastic character has played a key role in the diversification of the family on the American continent. For future prospects, thorough studies of the reproductive and pollination biology are required to elucidate how these interactions impact the dynamics of the ecosystems in which they occur.

As técnicas de DNA barcoding (código de barras de DNA) têm como objetivo principal a identificação taxonômica de organismos através da amplificação e análise de sequências de DNA curtas, padronizadas e previamente definidas. Apesar do sucesso relativo desta abordagem em animais usando um único locus, a aplicação deste método em plantas apresenta menor capacidade de identificar espécies usando uma única região gênica, levando a necessidade de utilização de múltiplos loci. Além disso, ainda há certo debate sobre qual região gênica seria mais apropriada para o DNA barcoding em plantas, embora as regiões plastidiais rbcL, matK e o espaçador intergênico trnH-psbA juntamente com o espaçador intergênico nuclear do RNA ribossomal (ITS) sejam as mais comumente utilizadas até então. As tribos Sisyrinchieae e Tigridieae da família Iridaceae foram testadas de acordo com diferentes métodos e marcadores indicados para o DNA barcoding em plantas. Os resultados indicaram uma alta universalidade para membros da tribo Sisyrinchieae, mas também revelaram uma capacidade de identificação de espécies considerada baixa. Apesar disto, os espaçadores ITS foram indicados como a melhor sequência para DNA barcoding em Sisyrinchieae. Em Tigridieae, problemas inerentes ao sequenciamento impediram a utilização dos ITS em nossas análises. Assim, apenas marcadores plastidiais foram utilizados na tentativa de identificar espécies, apresentando novamente resultados modestos. A região gênica que atingiu maior capacidade de identificação em Tigridieae foi o gene matK. A incapacidade de se alcançar maiores taxas de identificação provavelmente está relacionada à complexa história evolutiva apresentada pelos grupos em análise. Este trabalho forneceu o primeiro conjunto significativo de dados de DNA barcoding aplicados a dois importantes grupos de Iridaceae de considerável biodiversidade no Brasil. As tribos em análise apresentam espécies consideradas filogeneticamente próximas e são de difícil identificação devido a sua morfologia homogênea, principalmente em estado vegetativo, justificando plenamente o uso de métodos molecularespara a identificação taxonômica. / The main objective of DNA barcoding methods is the taxonomic identification of organisms by amplifying and analyzing short, standardized and previously defined DNA sequences. In spite of the relative success of this approach in animals using a single locus, the application of this method in plants has less ability to identify species using a single gene region, leading to the need of using multiple loci. Furthermore, there is still some debate concerning which gene region would be more suitable for DNA barcoding in plants, although the plastid regions rbcL, matK and the trnH-psbA intergenic spacer along with the nuclear intergenic spacer of ribossomal DNA (ITS) are the most commonly regions used thus far. The tribes Sisyrinchieae and Tigridieae of the family Iridaceae were tested according to different methods and markers used for DNA barcoding in plants. The results indicated a great universality for members of tribe Sisyrinchieae, but also showed a low ability to identify species. Nevertheless, ITS was imputed as the best sequence for DNA barcoding in Sisyrinchieae. In Tigridieae, problems inherent of ITS sequencing prevented its use in our analysis. Thus, only plastid markers were used in an attempt to identify species, showing modest results once again. The gene region that reached higher identification ability in Tigridieae was matK. The inability to achieve higher identification levels is probably related to the complex evolutionary history presented by the groups in question. This work provided the first large data set of DNA barcoding applied to two important groups of Iridaceae with significant biodiversity in Brazil. The tribes in question present species considered phylogenetically related and are difficult to identify due to their homogeneous morphology, especially in vegetative stage, fully justifying the use of molecular methods for taxonomic identification.

As técnicas de DNA barcoding (código de barras de DNA) têm como objetivo principal a identificação taxonômica de organismos através da amplificação e análise de sequências de DNA curtas, padronizadas e previamente definidas. Apesar do sucesso relativo desta abordagem em animais usando um único locus, a aplicação deste método em plantas apresenta menor capacidade de identificar espécies usando uma única região gênica, levando a necessidade de utilização de múltiplos loci. Além disso, ainda há certo debate sobre qual região gênica seria mais apropriada para o DNA barcoding em plantas, embora as regiões plastidiais rbcL, matK e o espaçador intergênico trnH-psbA juntamente com o espaçador intergênico nuclear do RNA ribossomal (ITS) sejam as mais comumente utilizadas até então. As tribos Sisyrinchieae e Tigridieae da família Iridaceae foram testadas de acordo com diferentes métodos e marcadores indicados para o DNA barcoding em plantas. Os resultados indicaram uma alta universalidade para membros da tribo Sisyrinchieae, mas também revelaram uma capacidade de identificação de espécies considerada baixa. Apesar disto, os espaçadores ITS foram indicados como a melhor sequência para DNA barcoding em Sisyrinchieae. Em Tigridieae, problemas inerentes ao sequenciamento impediram a utilização dos ITS em nossas análises. Assim, apenas marcadores plastidiais foram utilizados na tentativa de identificar espécies, apresentando novamente resultados modestos. A região gênica que atingiu maior capacidade de identificação em Tigridieae foi o gene matK. A incapacidade de se alcançar maiores taxas de identificação provavelmente está relacionada à complexa história evolutiva apresentada pelos grupos em análise. Este trabalho forneceu o primeiro conjunto significativo de dados de DNA barcoding aplicados a dois importantes grupos de Iridaceae de considerável biodiversidade no Brasil. As tribos em análise apresentam espécies consideradas filogeneticamente próximas e são de difícil identificação devido a sua morfologia homogênea, principalmente em estado vegetativo, justificando plenamente o uso de métodos molecularespara a identificação taxonômica. / The main objective of DNA barcoding methods is the taxonomic identification of organisms by amplifying and analyzing short, standardized and previously defined DNA sequences. In spite of the relative success of this approach in animals using a single locus, the application of this method in plants has less ability to identify species using a single gene region, leading to the need of using multiple loci. Furthermore, there is still some debate concerning which gene region would be more suitable for DNA barcoding in plants, although the plastid regions rbcL, matK and the trnH-psbA intergenic spacer along with the nuclear intergenic spacer of ribossomal DNA (ITS) are the most commonly regions used thus far. The tribes Sisyrinchieae and Tigridieae of the family Iridaceae were tested according to different methods and markers used for DNA barcoding in plants. The results indicated a great universality for members of tribe Sisyrinchieae, but also showed a low ability to identify species. Nevertheless, ITS was imputed as the best sequence for DNA barcoding in Sisyrinchieae. In Tigridieae, problems inherent of ITS sequencing prevented its use in our analysis. Thus, only plastid markers were used in an attempt to identify species, showing modest results once again. The gene region that reached higher identification ability in Tigridieae was matK. The inability to achieve higher identification levels is probably related to the complex evolutionary history presented by the groups in question. This work provided the first large data set of DNA barcoding applied to two important groups of Iridaceae with significant biodiversity in Brazil. The tribes in question present species considered phylogenetically related and are difficult to identify due to their homogeneous morphology, especially in vegetative stage, fully justifying the use of molecular methods for taxonomic identification.

As técnicas de DNA barcoding (código de barras de DNA) têm como objetivo principal a identificação taxonômica de organismos através da amplificação e análise de sequências de DNA curtas, padronizadas e previamente definidas. Apesar do sucesso relativo desta abordagem em animais usando um único locus, a aplicação deste método em plantas apresenta menor capacidade de identificar espécies usando uma única região gênica, levando a necessidade de utilização de múltiplos loci. Além disso, ainda há certo debate sobre qual região gênica seria mais apropriada para o DNA barcoding em plantas, embora as regiões plastidiais rbcL, matK e o espaçador intergênico trnH-psbA juntamente com o espaçador intergênico nuclear do RNA ribossomal (ITS) sejam as mais comumente utilizadas até então. As tribos Sisyrinchieae e Tigridieae da família Iridaceae foram testadas de acordo com diferentes métodos e marcadores indicados para o DNA barcoding em plantas. Os resultados indicaram uma alta universalidade para membros da tribo Sisyrinchieae, mas também revelaram uma capacidade de identificação de espécies considerada baixa. Apesar disto, os espaçadores ITS foram indicados como a melhor sequência para DNA barcoding em Sisyrinchieae. Em Tigridieae, problemas inerentes ao sequenciamento impediram a utilização dos ITS em nossas análises. Assim, apenas marcadores plastidiais foram utilizados na tentativa de identificar espécies, apresentando novamente resultados modestos. A região gênica que atingiu maior capacidade de identificação em Tigridieae foi o gene matK. A incapacidade de se alcançar maiores taxas de identificação provavelmente está relacionada à complexa história evolutiva apresentada pelos grupos em análise. Este trabalho forneceu o primeiro conjunto significativo de dados de DNA barcoding aplicados a dois importantes grupos de Iridaceae de considerável biodiversidade no Brasil. As tribos em análise apresentam espécies consideradas filogeneticamente próximas e são de difícil identificação devido a sua morfologia homogênea, principalmente em estado vegetativo, justificando plenamente o uso de métodos molecularespara a identificação taxonômica. / The main objective of DNA barcoding methods is the taxonomic identification of organisms by amplifying and analyzing short, standardized and previously defined DNA sequences. In spite of the relative success of this approach in animals using a single locus, the application of this method in plants has less ability to identify species using a single gene region, leading to the need of using multiple loci. Furthermore, there is still some debate concerning which gene region would be more suitable for DNA barcoding in plants, although the plastid regions rbcL, matK and the trnH-psbA intergenic spacer along with the nuclear intergenic spacer of ribossomal DNA (ITS) are the most commonly regions used thus far. The tribes Sisyrinchieae and Tigridieae of the family Iridaceae were tested according to different methods and markers used for DNA barcoding in plants. The results indicated a great universality for members of tribe Sisyrinchieae, but also showed a low ability to identify species. Nevertheless, ITS was imputed as the best sequence for DNA barcoding in Sisyrinchieae. In Tigridieae, problems inherent of ITS sequencing prevented its use in our analysis. Thus, only plastid markers were used in an attempt to identify species, showing modest results once again. The gene region that reached higher identification ability in Tigridieae was matK. The inability to achieve higher identification levels is probably related to the complex evolutionary history presented by the groups in question. This work provided the first large data set of DNA barcoding applied to two important groups of Iridaceae with significant biodiversity in Brazil. The tribes in question present species considered phylogenetically related and are difficult to identify due to their homogeneous morphology, especially in vegetative stage, fully justifying the use of molecular methods for taxonomic identification.

Les interactions plantes-pollinisateurs constituent une composante clé de la dynamique de la plupart des écosystèmes terrestres. Les interactions entre espèces jouant un rôle central dans de nombreux évènements de spéciation, l'étude de l'histoire évolutive des caractères étroitement liés à ce type d'interaction contribue à améliorer notre connaissance des mécanismes impliqués. Les insectes représentent le groupe majeur des espèces animales visitant les fleurs pour collecter généralement pollen et/ou nectar, mais certains d'entre eux recherchent d'autres ressources polliniques. Les relations entre les fleurs produisant des lipides et les abeilles spécialisées collectant cette ressource constituent un exemple d'interaction étroite et inhabituelle. Ce type de fleur ne s'observe qu'au sein de 11 familles non apparentées d'angiospermes. L'apparition des structures florales productrices de lipides (élaiophores) résulte d'un seul évènement évolutif dans la plupart de ces familles, à l'exception des Orchidaceae et des Iridaceae où des transitions multiples se sont produites. De plus, même si le nombre de transitions et la manière dont ces structures florales ont évolué à l'intérieur des Iridaceae sont encore inconnus, le nombre et la distribution géographique des espèces sécrétrices de lipides floraux suggèrent que les transitions vers la production de ce type de ressource pourraient avoir joué un rôle clef dans la diversification de la sous-famille des Iridoideae sur le continent américain.L'objectif de cette thèse était d'améliorer la connaissance de l'histoire évolutive de ce système de pollinisation particulier au sein des Iridaceae et d'évaluer son importance en tant que facteur de diversification. Un large échantillonnage de terrain a été réalisé au sein des genres américains de la sous-famille des Iridoideae afin de disposer de phylogénies moléculaires robustes à deux échelles taxonomiques différentes. Le rôle joué par l'évolution des stratégies de pollinisation en relation avec la sécrétion de lipides floraux a été évalué dans le contexte global de la sous-famille mais aussi à une échelle plus réduite. Le genre Sisyrinchium, comprenant à la fois de nombreuses espèces produisant des lipides floraux mais aussi des espèces dont la seule ressource fournie aux pollinisateurs semble être le pollen, et dont la diversification est de loin la plus importante sur le continent américain, a été choisi pour ce deuxième volet de l'étude. Une double démarche a été mise en œuvre, couplant une approche phylogénétique avec la caractérisation micro-morphologique et fonctionnelle des structures susceptibles d'être impliquées dans la relation plante-pollinisateur au sein du genre.Les résultats ont permis de montrer l'apparition répétée des élaiophores aux deux échelles taxonomiques de l'étude et de mettre en évidence le rôle majeur joué par l'apparition de ce caractère homoplasique dans la diversification de la famille sur le continent américain. La poursuite de ce travail nécessitera d'étudier de manière approfondie non seulement la biologie de la reproduction mais aussi la biologie de la pollinisation afin de mieux cerner l'impact de ces interactions sur la dynamique des écosystèmes où elles existent.